קול ואנרגית קול

, פברואר אורעד 2013יורם

קול ואנרגית קול

? נדבר מה על

.1? נוצר הוא ואיך קול מהו

.2. קול של פיזיקליים מאפיינים

.3. , , קול ובליעת קול פיזור קול החזרת

.4. דופלר אפקט

הסונאר.5.

? קול מהו (.קול: , ועוד ) מתכת אוויר חומרי תווך בתוך הפרעה של התקדמות : ההפרעה דחוס – מהות ופעם יותר דחוס פעם התווך של הדחיסות שינויי

.) יותר) קלוש ו דחיסהפחות גבוה אוויר לחץ של אזור לחץ - קלישההיא של אזורנמוך.

: גרפית או הצגה המרחב ציר הוא אחד כשציר גרפית בצורה קול גלי להציג ניתן. הדחיסות, הוא והשני הזמן

? קול נוצר איךשל – התנודדות למשל חומרי גוף של התנודדות ידי על נוצר קול

, של, התנודדות עליו מקישים כאשר שולחן של התנודדות מיתר . הקול, מיתרי של התנודדות רמקול

רמקול

קול מיתרי

מיתרי גיטרה

קול של פיזיקליים מאפיינים חומרי תווך דרך התפשטותתדירותעוצמהגוון

חומרי תווך דרך התפשטות

: חומרי תווך דרך ( התפשטות אלקטרומגנטי ) לגל בניגוד קול. חומר דרך רק עובר

: ההתפשטות מהירותלחומר בהתאם משתנה

. ועוד ולטמפרטורה

החומר במטרים מהירותלשניה

אוויר 340

אלומיניום 6400

נחושת 3900

זכוכית 4000

יהלום 12000

פלדה 6100

מים 1400

עץ 3300-3600

בטון 3200-3600

תדירותמספר המחזורים בשנייה שעושה גל הקול. (: Frequencyתדירות )

התדירות קובעת את גובה הצליל שאנו שומעים. ככל שהיא גבוהה יותר כך הקול נשמע גבוה יותר.

) המשך ) תדירות

: תדירות .Herzהרץ )יחידת : בשנייה(. אחת תנודה הרץ

: שומעים חיים שבעלי תדירויות טווח :20אדם- , 20הרץ . התדירות ההתבגרות עם קילוהרץ

- ל יורדת .16המקסימלית קילוהרץ שמעל בתדירויות גם לשמוע מסוגלים חיים בעלי 20כמה

( : עד, כלבים לדוגמה , 30קילוהרץ ,) דולפינים קילוהרץעטלפים.

- מ נמוכות בתדירויות גם לשמוע מסוגלים .20פילים הרץ

חיים בעלי כמה של ודיבור שמיעה תדירויות טווחי

שומעים? - אנחנו צליל גובה איזה עד שמיעה מבחן

עוצמה

הקול (: Amplitude) עוצמה עוצמת . גל של האנרגיה את מבטאת המשרעת המשרעת ידי על נקבעת

הקול.

? קול עוצמת מודדים איך. קול: עוצמת למדידת מקובלת יחידה דציבל

ועד התחתון השמיעה מסף מסוגל שהאדם הקול עוצמות טווח. עצום הוא לשמוע מסוגל שהוא ביותר העזים הקולות

פי גדולה המרבית הקול הקול 1,000,000,000,000עצמת מעוצמת. השמיעה סף של

, . יותר, יוצאים המספרים כך לינארית לא סקלה היא הדציבל לכןשל. תוספת פי 10קטנים של הכפלה פירושה בעוצמת 10דציבלים

של. עלייה פי 20הקול ההספק הגברת פירושה .100דציבל

בדציבלים קול לעוצמות דוגמאות כמה

- השמיעה 0סף- נורמלית 10נשימה - עלים 20אוושת – 30לחישה - שקט 50רחוב- רגילה 60שיחה - רם בקול 75שיחה – , , רועשת מוזיקה חזקה צעקה תינוק 110בכי – טיל לשיגור מאד קרוב במרחק מניחים )200עמידה

מידי ומוות מוחי שבץ נגרם זו (.שבעוצמה

לשמיעה לנזק לגרום עלול רעשלשמיעה נזק לגרימת עד מותרים מרביים חשיפה זמני

בדציבלים הקול עוצמת חשיפה זמן

90 שעות 8

92 שעות 6

95 שעות 4

97 שעות 3

100 שעות 2

105 שעה

110 דקות 30

115 דקות 15

גוון. שונים להישמע יכולים עוצמה ואותה תדירות אותה עם צלילים גם

. , וחליל – פסנתר גיטרה ידי על המושמעים צלילים לדוגמה

,   . כאשר – גם הברות שלל בין מבחינים אנחנו הדיבור נוספת דוגמה. העוצמה ובאותה הגובה באותו אותן להגות מקפידים

הוא ההבחנה את שמאפשר הגווןמה

שונות בצורות להתבטא יכול משרעת ואותה תדירות אותה עם קול. . שלו השונים הגוונים הם אלו צורות הקול גל של

? הכוונה למה

עוצמה ואותה תדירות אותה בעל קול של גוונים שני להלן

, , קול ובליעת קול פיזור קול החזרת

קול החזרת- גל קול יכול להיות מוחזר. הגל החזרה של גל הקול )הד(

פוגע במשטח מישורי ומוחזר. לדוגמא, עומדים במרחק מקיר ומשמיעים קול. הקול מוחזר לאחר פרק זמן קצר אל

האוזן.

בכנסיה - קול החזרת דוגמה

ההד פי על הקול מהירות חישובהמחזיר 1. המחסום אל הקול ממקור המרחק את מחשבים

אותו..2. בשניים המרחק את מכפיליםאת 3. ומקבלים שחלף לזמן המרחק את מחלקים

המהירות.

קול פיזור :שאינו פיזור בגוף פוגע הוא כאשר להתפזר יכול קול גל

. של אחר בחלק פוגע הקול גל של חלק כל ישר משטח . . הכיוונים, לכל מפוזר הקול אחר לכיוון ומוחזר הגוף

: בתופעה לשימוש קונצרטים דוגמה באולמות . מכוונות בליטות יוצרים ההד לביטול בה משתמשים

. הכיוונים לכל הקול גלי את לפזר כדי ובקירות בתקרה

קול בליעת

: קול בעצם בליעת פוגע הוא כאשר להיבלע יכול קול גל . העצמים. של המולקולות לתנודות גורמת הפגיעה שבדרכו

. לאנרגית מומרת הקול אנרגית בחומר נבלע הקול גל כך עקב. המולקולות של תנועה

דופלר אפקט

נע קול ממנו שבוקע גוף כאשר הקול לתדירות קורה מה? והלאה מאתנו נע או כלפינו

. יותר – גבוהה תדירות שומעים אנחנו אלינו נע הוא כאשר

– נמוכה תדירות שומעים אנחנו והלאה מאתנו נע הוא כאשריותר.

? קורה זה איך

נע אינו הקול מקור כאשרהגלים

הצדדים מכל נשמעים. זמן הפרש באותו

? נע הקול כשמקור קורה ומה

כאשר הוא נע אלינו- הגלים

נשמעים בהפרשים יותר קצרים

עקב תנועתו היחסית אלינו.

כאשר הוא נע מאתנו והלאה הם

מופיעים בהפרשים יותר ארוכים

עקב התרחקותו מאתנו.

דופלר לאפקט דוגמאות שתי

- סונאר קול של שימושמכשיר ( – SOund Navigation And Rangingסונאר )

באמצעות מתחתם או המים פני על עצמים לגילוי. הקול התפשטות

סונאר סוגי שני קיימים

אקטיבי סונאר

פסיבי סונאר

אקטיבי סונאר

1. קצר. קול גל משדרים

2. בעצם. פוגע הגלאל. 3 מהעצם חוזר הגל

. שודר ממנו המקום

שלוקח. 4 הזמן מדידת ידי עלידיעת ידי ועל לחזור לקול , ניתן במים הקול מהירות. העצם מרחק את לחשב

ידי. 4 על העצם כיוון את לחשב גם ניתן   קול משדרי מכמה במקביל האזנה

, ידועים ביניהם המרחק שהפרשישל ההגעה בזמני ההפרשים ומדידת

. המוחזר הגל

חיים בעלי ידי על אקטיבי בסונאר שימושימיים

בשיטה משתמשים ודולפנים לווייתנים כגון ימיים חיים בעלי. אקטיבי לסונאר הדומה

פסיבי סונארלקולות מאזינים אלא קול גל משדרים לא פסיבי בסונאר

, , מנוע או ספינה מנוע חיים בעל למשל העצמים שפולטיםהנקלט. האות כי גבוהה מיקרופונים רגישות נדרשת צוללת

. יחסית חלש

סונאר של שימושים כמה

הים קרקעית מיפויהקול 1. של מדידה ידי על נאספים אקטיבי סונאר ידי על המשודרים קול גלי

. שידורו לאחר קצר זמן המוחזר

המרחק 2. את לחשב אפשר ההד חזרת ועד הגל משידור שחולף הזמן מתוך. הקרקעית את למפות וכך שונים ממקומות הים לקרקעית

המים לתוך שהתרסקו טיס כלי איתור

ספינות של מהירות מדידת

. , הכוללת ומסתם שבהם הפריטים גודל ימיים חיים זיהוי